Калытка Валерий Александрович,
Баймуханов Зейн Кайрбекович,
Мехтиев Али Джаванширович
Аннотация
Методами квазиклассической кинетической теории диэлектрической релаксации исследуется механизм миграционной поляризации в диэлектриках со сложной кристаллической структурой (кристаллы с водородными связями (КВС), керамика и другие слоистые материалы) в переменном электрическом поле в области слабых полей. Кинетическое уравнение Больцмана строится в приближении интеграла столкновений для системы невзаимодействующих ионов (релаксаторов), двигающихся в поле одномерного кристаллического потенциального рельефа, возмущенного внешним (поляризующим) электрическим полем. Влияние фононной подсистемы не учитывается. Кристаллическая решетка принята идеальной – не рассматриваются рекомбинационные процессы и диссоциация носителей заряда (релаксаторов) на ловушках. Коэффициенты кинетического уравнения, равные скорости вероятности термически активируемых (классических) переходов релаксаторов через потенциальный барьер (в направлении по внешнему полю и против поля соответственно), вычисляются в линейном приближении по полю. Решение линеаризованной системы уравнений Фоккера–Планка и Пуассона строится для модели блокирующих электродов в стационарном режиме поляризации в бесконечном приближении теории возмущений и в квадратичном приближении по поляризующему полю. Построенные для стационарно периодического процесса объемно-зарядовой поляризации выражения для комплексной диэлектрической проницаемости отличаются от классического закона дисперсии Дебая. Доказывается, что отличный от нуля дипольный момент диэлектрика генерируется только на нечетных гармониках переменного поля, что может служить основой для разработки СВЧ-генераторов, работающих на утроенных частотах радиодиапазона.
Ключевые слова: твердые диэлектрики; слоистые кристаллы; кристаллы с водородными связями (КВС); миграционная поляризация; комплексная диэлектрическая проницаемость (КДП).
Авторы:
Калытка Валерий Александрович
родился в 1976 году, канд. физ.-мат. наук, доктор PhD (по направлению «Физика»), доцент кафедры «Энергетические системы» Карагандинского государственного технического университета. Область научных интересов: теоретическая и математическая физика; физика твердого тела; диэлектрическая спектроскопия; физика конденсированного
состояния. Опубликовано более 110 научных трудов. (Адрес: 100000, Казахстан, г.Караганда, пр. Бульвар Мира, 56. E-mail:
kalytka@mail.ru).
Баймуханов Зейн Кайрбекович
родился в 1974 году, канд. физ.-мат. наук, зав. кафедрой «Информационные системы» Казахского агротехнического университета (КазАТУ) им. С. Сейфуллина. Область научных интересов: экспериментальная физика; математическое моделирование физического эксперимента; физика конденси-рованного состояния. Опубликовано более 50 научных трудов. (Адрес: 010002, Казахстан, г. Астана, ул. Победы, 62. E-mail: zein.77@mail.ru).
Мехтиев Али Джаванширович
родился в 1972 г., канд. техн. наук, зав. кафедрой «Энергетические системы» Карагандинского государственного технического университета. Область научных интересов: радиотехника и приборостроение, технологии и системы связи, теплоэнергетика и электроэнергетика. Адрес: 100000, Казахстан, г. Караганда, пр. Бульвар Мира, 56. E-mail: barton.kz@mail.ru).
Список литературы
- Тонконогов М.П. Диэлектрическая спектроскопия кристаллов с водородными связями. Протонная релаксация // УФН. – 1998. – Т. 168, № 1. – С. 29–54.
- Квантовые эффекты при термодеполяризации в сложных кристаллах с водородными связями / М.П. Тонконогов, Т.А. Кукетаев, К.К. Фазылов, В.А. Калытка // Известия вузов. Физика. – 2004. – Т. 47, № 6. – С. 8–15.
- Анненков Ю.М., Калытка В.А., Коровкин М.В. Квантовые эффекты при миграционной поляризации в нанометровых слоях протонных полупроводников и диэлектриков при сверхнизких температурах // Известия вузов. Физика. – 2015. – Т. 58, № 1. – С. 31–37.
- Теория электретного состояния в кристаллах с водородными связями / М.П. Тонконогов, Т.А. Кукетаев, Ж.Т. Исмаилов, К.К. Фазылов // Известия вузов. Физика. –
1998. – Т. 41, № 6. – С. 77–82. - Размерные эффекты в слоях нанометровой крупности при установлении поляризации в кристаллах с водородными связями / М.П. Тонконогов, Т.А. Кукетаев, К.К. Фазылов, В.А. Калытка // Известия вузов. Физика. – 2005. – Т. 48, № 11. – С. 6–15.
- Левин А.А., Долин С.П., Зайцев A.P. Распределение заряда, поляризация и свойства сегнетоэлектриков типа КН2Р04 (КДР) // Химическая физика. – 1996. – Т. 15, № 8. – С. 84–92.
- Young G., Salomon R.E. Dielectric behavior of ice with HCl impurity // The Journal of Chemical Physics. – 1968. – Vol. 48, iss. 4. – P. 1635–1644.
- Cole R.H., Worz O. Dielectric properties of Ice I // Physics of Ice: Proceedings of the International Symposium on Physics of Ice, Munich, Germany, 9–14 September 1968. – New York: Plenum Press, 1969. – P. 546–554.
- Новиков Г.Ф. Явления переноса, электропроводность в диэлектриках: учебное пособие к курсу лекций. – Воронеж; Черноголовка: [б. и.], 2000. – 203 с.
- Потапов А.А., Мецик М.С. Диэлектрическая поляризация. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1986. – 263 с.
- Тимохин В.М., Тонконогов М.П., Миронов В.А. Типы и параметры релаксаторов в кристаллогидратах // Известия вузов. Физика. – 1990. – Т. 33, № 11. – С. 82–87.
- Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. – М.: Наука, 1979. – 528 с.
